高鐵工程中的預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁施工工藝

摘要：在鐵路橋梁工程中，連續(xù)梁橋是較為典型的橋梁結(jié)構(gòu)，其具有結(jié)構(gòu)穩(wěn)定可靠、施工便捷、干擾因素小、施工效率高等應(yīng)用優(yōu)勢，但其施工要點(diǎn)較多，對工程人員的施工技術(shù)水平提出較高的要求。以某高鐵特大橋工程為背景，對其中的預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁施工工藝展開分析，提出施工中的關(guān)鍵作業(yè)要點(diǎn)。

關(guān)鍵詞：高鐵橋梁;預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁;施工工藝

1" "工程概況

某高速鐵路特大橋，上部為（55m+90m+55m）預(yù)應(yīng)力混凝土變截面連續(xù)箱梁，主墩墩頂梁高5.5m，其中墩頂3.5m長，跨中2m長，邊跨端部10.92m長，三部分均為等高梁段。橫橋向箱梁均采用的是單向單室結(jié)構(gòu)形式，懸臂3.95m，頂板、底板寬分別為16.4m、8.5m。

2" "預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁施工工藝

2.1" "0#塊施工

2.1.1" "0#塊支架類型及所需承受荷載

0#塊施工所用支架采用的是落地鋼管樁支架，其需具有足夠的穩(wěn)定性，應(yīng)能夠有效承受0#塊模板、混凝土以及施工荷載。在該支架設(shè)計(jì)中考慮到荷載類型較多，包含混凝土自重、施工機(jī)具以及人員的質(zhì)量、沖擊荷載等，據(jù)此確定具有可行性的支架設(shè)計(jì)方案。

2.1.2" "0#塊模板的組成

模板包含四大部分，即底模、外側(cè)模、內(nèi)模以及端頭模，其中前三者均采用的是掛籃定型鋼模板。局部的倒角以及人洞處采用竹膠合板，但考慮到部分區(qū)域預(yù)留鋼筋較密的特點(diǎn)，在設(shè)置板端模板時(shí)采用的是厚度為6mm的鋼板。待端模安裝到位后，取適量泡沫膨脹劑用于封堵鋼筋孔周邊的縫隙。

2.1.3" "支架預(yù)壓

模板安裝到位后，為消除其非彈性變形并準(zhǔn)確測定具體的彈性變形量，需要組織預(yù)壓工作。加載量取箱梁恒載的1.2倍，堆載物選用的是砂袋。

2.2" "鋼筋制作與安裝

鋼筋是重要原材料，根據(jù)要求提前將其在加工廠下料，得到足量且尺寸合適的半成品。本工程施工所用的鋼筋類型豐富、數(shù)量多，因此在施工中需要加強(qiáng)清點(diǎn)工作，例如鋼筋的規(guī)格、型號、數(shù)量均要滿足要求[1]。為便于取用，將鋼筋分類堆放，掛牌標(biāo)識。

加工后的半成品鋼筋被運(yùn)送到現(xiàn)場后，利用汽車起重機(jī)或者塔機(jī)提升，并將其轉(zhuǎn)至指定工作面，按照底板→腹板→頂板的流程有序完成各部分的鋼筋綁扎作業(yè)。在底板處，將上、下兩層鋼筋網(wǎng)穩(wěn)定連接。具體采用的是Π型鋼筋墊起焊牢的方法，確保在施工人員行走過程中鋼筋不會發(fā)生變形現(xiàn)象。

在腹板處綁扎鋼筋時(shí)，按照要求將預(yù)應(yīng)力管道設(shè)置到位，設(shè)適量定位筋，并綁扎腹板下倒角斜筋。對于頂板和翼緣板兩處下層鋼筋綁扎，需要將頂板管道定位筋、錨墊板、螺旋筋設(shè)置到位，于指定位置穿入預(yù)應(yīng)力波紋管。此后綁扎上層鋼筋，在兩層鋼筋間以焊接的方法設(shè)置架立鋼筋。墊塊呈梅花形布置，混凝土強(qiáng)度與梁體施工所用混凝土的強(qiáng)度一致。

2.3" "預(yù)應(yīng)力管道及預(yù)應(yīng)力筋施工

箱梁預(yù)應(yīng)力體系的組成包含：一是縱向預(yù)應(yīng)力，選用的是SBG-100Y型、SBG-90Y型波紋管;二是橫向預(yù)應(yīng)力，選用的是SBG-60B型波紋管;三是豎向預(yù)應(yīng)力，選用的是SBG-50Y型波紋管。

以設(shè)計(jì)圖紙為準(zhǔn)，確定各預(yù)應(yīng)力管道的具體坐標(biāo)，并將其在底模處設(shè)置標(biāo)記，以便組織綁扎作業(yè)。鋼筋綁扎后，安裝預(yù)應(yīng)力管道，確保其具有順直的特點(diǎn)。定位網(wǎng)鋼筋與主筋焊接于一體，并利用細(xì)鐵絲捆扎定位網(wǎng)與波紋管。在梁段內(nèi)按照50cm的間距有序設(shè)置定位鋼筋網(wǎng)片，利用此裝置有效固定波紋管，避免偏位。

準(zhǔn)確控制鋼絞線的下料量，具體可用砂輪切割機(jī)操作。在切口20cm內(nèi)綁扎細(xì)鐵絲，有效梳理，以使鋼絞線保持順直，再按照1m的間距綁扎鐵絲。下料后對鋼束進(jìn)行編號，掛牌存放，以免發(fā)生混用情況。

2.4" "混凝土澆筑

從懸臂端向墩側(cè)以分層的方法澆筑混凝土，單層厚度不超過30cm，且需做到兩側(cè)同步對稱施工。底板及腹板兩部分則從低處開始澆筑，逐步轉(zhuǎn)向較高的部位，分層有序完成。在傾斜面上澆筑混凝土?xí)r需從低處開始。

振搗是提高混凝土密實(shí)度的關(guān)鍵途徑，所用設(shè)備采用插入式振搗棒，由專員操作，移動(dòng)距離不超過作用半徑的1.5倍?；炷翝仓^程中及時(shí)安排振搗，兩腹板選用50型振搗棒，同步對稱施工，以免內(nèi)模出現(xiàn)偏位。其他部位普遍采用50型振搗棒，鋼筋密集部位轉(zhuǎn)為30型振搗棒，避免碰觸鋼筋。選用小直徑的振搗棒時(shí)，需要注重對作業(yè)方法的調(diào)整，可采用延長振搗時(shí)間、加大振搗力度方式，確保該部分的混凝土足夠密實(shí)[2]。待混凝土無下沉、無氣泡、表面有浮漿時(shí)，可結(jié)束該處的振搗作業(yè)，通常其時(shí)間不超過30s。

混凝土初凝后及時(shí)安排專員收面。頂板收面的工序較多，先根據(jù)混凝土的狀態(tài)及時(shí)修整、抹平，待該部分混合料定漿后，做第二遍的抹平處理并拉毛。隨混凝土狀態(tài)的逐步變化，待其終凝后覆蓋土工布并灑水，使混凝土在溫度和濕度均適合的條件下有效成型。

2.5" "臨時(shí)錨固措施

臨時(shí)固結(jié)采用的是錨固體系，設(shè)計(jì)時(shí)需考慮±2.5%漲模系數(shù)、不平衡荷載、施工現(xiàn)場的風(fēng)荷載等多項(xiàng)因素，確保建設(shè)成型的錨固體系具有足夠可靠性。在0#塊混凝土澆筑工作落實(shí)到位后，采取臨時(shí)固結(jié)措施，在完成邊跨合攏段施工后予以解除。

2.6" "預(yù)應(yīng)力張拉

預(yù)應(yīng)力張拉的前提是混凝土實(shí)測強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)值的90%，且同時(shí)滿足齡期至少為7d的要求。張拉設(shè)備采用千斤頂、油壓表，對其提前標(biāo)定，滿足要求后投入使用。按照“先腹板縱向鋼束、頂板縱向鋼束，再底板鋼束”的順序，完成各部分的張拉作業(yè)。張拉采取的是“雙控標(biāo)準(zhǔn)”[3]，即以張拉噸位為主要的控制對象，利用伸長量校核，要求兩者均滿足要求。其中，伸長量的實(shí)際值與理論值的誤差需在±6%以內(nèi)。

3" "掛籃施工

3.1" "掛籃的安裝與預(yù)壓

2#～10#梁端采用懸澆施工的方法，適配菱形掛籃。為保證掛籃的施工質(zhì)量并精簡作業(yè)流程，提前在加工廠將具體的構(gòu)件制作成型，再將其運(yùn)輸至施工現(xiàn)場，用塔機(jī)將其轉(zhuǎn)至橋面處，根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙組裝成完整的掛籃結(jié)構(gòu)，如圖1所示。

3.2" "掛籃的移動(dòng)

嚴(yán)格按照施工規(guī)范，完成每一節(jié)梁段的混凝土澆筑作業(yè)和預(yù)應(yīng)力張拉作業(yè)后方可移動(dòng)掛籃，使得掛籃沿著行走軌道過渡到下一節(jié)梁段處開展作業(yè)，直至完成懸掛梁段施工作業(yè)。掛籃移動(dòng)流程為：箱梁預(yù)應(yīng)力張拉→放松側(cè)模和底?！惭b軌道，移動(dòng)掛籃→安裝后端錨固→定位調(diào)整模板→質(zhì)量驗(yàn)收。

在移動(dòng)掛籃之前，首先對梁段頂面實(shí)施找平并確定軌道位置，安裝墊枕和軌道。其次進(jìn)行脫模，利用倒鏈滑車和千斤頂將掛籃、底模和外模移動(dòng)到下一節(jié)梁段施工位置。再次安裝后端錨固，將掛籃、底模和外模固定在軌道位置上，并配合吊帶，吊掛底模架。然后，將前一節(jié)梁段上的外側(cè)模走行梁后吊架移動(dòng)到后梁段預(yù)留孔道位置，完成后吊架的安裝作業(yè)。走行梁就位后，及時(shí)調(diào)整外模和底模標(biāo)高，并在腹板和底模內(nèi)安裝內(nèi)模，內(nèi)模采用鋼筋綁扎后拖出，最后封閉端模。

四氟滑板性能特殊，具有強(qiáng)度高、光滑耐磨等優(yōu)勢，在桁架支座與滑道梁之間設(shè)四氟滑板有利于降低掛籃移動(dòng)產(chǎn)生的阻力，保證掛籃移動(dòng)的安全性。在完成混凝土澆筑、預(yù)應(yīng)力張拉和壓漿施工后，可利用掛籃后錨及桁架尾部的手拉葫蘆輔助掛籃移動(dòng)，控制固定移動(dòng)速度，避免掛籃前滑。

在移動(dòng)掛籃時(shí)，應(yīng)安排指揮專員，指揮操作面下方的施工人員撤離，避免手柄掉落威脅施工人員的安全。在移動(dòng)下方底籃時(shí)，應(yīng)控制千斤頂，使得T構(gòu)兩側(cè)掛籃同步對稱下方，且應(yīng)將同1只掛籃左右桁架走行前后位置控制在5cm以內(nèi)。加強(qiáng)軌道鋪設(shè)質(zhì)量的檢查，確保軌道鋪設(shè)牢固，安裝質(zhì)量達(dá)標(biāo)且無偏移。重視四氟滑板布設(shè)定位的檢查，確保定位精準(zhǔn)，使其緊緊固定在設(shè)計(jì)到桁架支座與滑道梁之間，避免產(chǎn)生傾覆風(fēng)險(xiǎn)。

3.3" "預(yù)應(yīng)力張拉

按照“縱向→橫向→豎向”的順序依次完成各部分的張拉作業(yè)?？v向預(yù)應(yīng)力張拉時(shí)，按“先腹板、頂板，再底板”的順序操作，橫向張拉則以墩中心為基準(zhǔn)點(diǎn)，向兩側(cè)逐束張拉，豎向則橫橋向?qū)ΨQ于橋中線，在梁頂單端張拉，且隔10d后需再次張拉。在橫向預(yù)應(yīng)力筋張拉時(shí)，分階段完成，即0→初應(yīng)力（10%σk）→100%σk→持荷5min（錨固）。張拉全程均要加強(qiáng)檢查與控制，盡可能保證鋼絞線的完整性，每束斷絲、滑絲的數(shù)量不可超過1根。

根據(jù)前述分析，需對豎向預(yù)應(yīng)力筋做二次張拉，其作業(yè)要點(diǎn)如下：先張拉至設(shè)計(jì)應(yīng)力值σcon并保持該狀態(tài)2min，再放張、夾片錨固力筋。在出現(xiàn)錨固回縮現(xiàn)象后，安排第二次張拉，使其可以達(dá)到σcon（間隔時(shí)間通常為2～16h）。此時(shí)錨杯下端面與墊板保持5～13mm的距離，在該狀態(tài)下持荷2min。然后將支撐螺母向錨墊板側(cè)旋轉(zhuǎn)，以消除錨杯下端面與墊板間間隙，再安排千斤頂回油，將錨杯鎖定在原處。經(jīng)過前述的操作后，可解決預(yù)應(yīng)力筋的應(yīng)力損失問題。

3.4" "封錨、壓漿

豎向預(yù)應(yīng)力筋孔道壓漿施工中，應(yīng)將制備好漿液，從孔道的下端壓入，隨著漿液量的增加，逐步朝上端排氣。在整個(gè)壓漿施工中，孔道需保持通暢的狀態(tài)。考慮到壓漿的便捷性要求，將進(jìn)漿端和排氣端兩處均設(shè)置為鏈接結(jié)構(gòu)，使各自能夠連接至排氣閥、管道等部位。預(yù)應(yīng)力施加結(jié)束后，在錨具處設(shè)置構(gòu)造鋼筋，以便連接至梁體上。準(zhǔn)確確定超出設(shè)計(jì)長度要求的鋼絞線，利用砂輪機(jī)將該部分切除，再于該處澆筑混凝土，有效封錨。

3.5" "掛籃拆除

在箱梁懸灌梁段施工解釋后，即可有序過渡到掛籃拆除工序。先拆除內(nèi)模骨架和內(nèi)模，再拆除側(cè)模系統(tǒng)，接著拆除底模系統(tǒng)，最后拆除主桁架。需要注意，吊帶系統(tǒng)及行走錨固系統(tǒng)貫穿到整個(gè)拆除施工中交叉進(jìn)行，為保證掛籃拆除作業(yè)的效率與安全性，采用卷揚(yáng)機(jī)將底模和側(cè)模系統(tǒng)拆除吊放到位。主桁架應(yīng)先退后到墩位處，再操作起重機(jī)對主桁架整體進(jìn)行拆零。

4" "合攏

4.1" "邊跨支架現(xiàn)澆施工

現(xiàn)澆段底模、側(cè)模所用材料為大塊鋼模，內(nèi)模則選用的組合鋼板，或根據(jù)需求采用竹膠合板。在底模安裝到位后組織加載預(yù)壓作業(yè)，準(zhǔn)確測定支架的變形量，根據(jù)此數(shù)據(jù)合理設(shè)定立模的預(yù)拱度。鋼筋、預(yù)應(yīng)力管道、混凝土澆筑等環(huán)節(jié)的具體施工工序同0#塊，此處不再贅述。

4.2" "邊跨合攏

隨主梁施工進(jìn)程的推進(jìn)，當(dāng)各梁段設(shè)置到位且結(jié)束縱向預(yù)應(yīng)力張拉作業(yè)后，適當(dāng)將掛籃后移，將合攏段吊架安裝至指定位置，配套體外勁性骨架，安排臨時(shí)預(yù)應(yīng)力束的張拉作業(yè)。此后將模板支立到位，綁扎鋼筋，設(shè)置預(yù)應(yīng)力管道。在前述基礎(chǔ)上，澆筑兩邊跨合攏段的混凝土，待其實(shí)測強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)值的90%且滿足齡期至少達(dá)7d要求后，再張拉預(yù)應(yīng)力束。

4.3" "中跨合攏

在保證邊跨可以順利合攏基礎(chǔ)上，開始解除設(shè)置在主墩上的臨時(shí)固結(jié)。以兩端對稱的方法拆除掛籃，配套滿足施工所需的合攏段吊架，在中跨兩懸臂端配重（具體重量根據(jù)中跨合攏段的質(zhì)量而定），設(shè)置體外勁性骨架，再按照立模、綁扎鋼筋、安裝預(yù)應(yīng)力管道、澆筑混凝土的順序施工，將各環(huán)節(jié)的工作有序落實(shí)到位。需注意的是，在混凝土澆筑期間，需以實(shí)際施工進(jìn)度以及混凝土澆筑量為準(zhǔn)，逐步拆除配重，最終實(shí)現(xiàn)中跨合攏。

5" "結(jié)語

綜上所述，鐵路橋梁連續(xù)箱梁施工存在環(huán)境復(fù)雜、細(xì)節(jié)多、質(zhì)量要求高等多重特點(diǎn)，必須以合理的方法施工，并加強(qiáng)質(zhì)量控制，保證每道工序的施工質(zhì)量，進(jìn)而將連續(xù)箱梁設(shè)置到位。本文以鐵路連續(xù)箱梁工程實(shí)例為背景，對其涵蓋的關(guān)鍵施工工藝展開了分析，希望可以作為同仁的參考。

參考文獻(xiàn)

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